汽車離道報警系統(tǒng)完整解決方案

1.項目概述
　　1.1 項目背景
　　隨著汽車的普及和高速公路的興建，汽車的主動安全性能受到人們越來越多的關注，安全輔助駕駛已成為國際智能交通系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。然而，研究表明，在駕駛員--汽車--道路3個環(huán)節(jié)中，駕駛員是可靠性最差的一個環(huán)節(jié)，80％以上的交通事故來自于駕駛員的錯誤。據(jù)統(tǒng)計，其中約有44％的交通事故與車輛行駛偏離正常車道有關，其主要原因是駕駛員注意力不集中或者疲勞駕駛，造成車輛的無意識偏離。針對此情況，行車過程中的車道檢測及報警的研究，受到了世界各國的高度重視。
　　1.2 系統(tǒng)功能及項目目標
　　系統(tǒng)的主要功能分為下面五個部分：
　?。?）通過攝像機獲取車道信息，即視頻幀圖像
　　（2）對得到的視頻幀圖像進行預處理
　?。?）對預處理后的圖像進行邊緣提取，獲得車道標識
　?。?）根據(jù)車道標識進行離道評估
　　（5）根據(jù)評估結果做出相應報警措施
　　系統(tǒng)的要求及目標：
　?。?）系統(tǒng)的所有功能和算法都使用FPGA實現(xiàn)
　?。?）系統(tǒng)能滿足實時處理要求，達到系統(tǒng)的實用性
　　2.項目方案
　　2.1 功能模塊
　　從功能上，車道偏離報警系統(tǒng)可分為4個功能模塊，分別是：車道識別預處理（Preprocessing）、車道模型判斷（Mode Selection）、車道識別（Lane Detection）和道路偏離判斷（Warning），采用例圖表示系統(tǒng)功能，如圖一所示。
　　
　　圖（一）車道偏離報警系統(tǒng)結構圖
　　1. 車道識別預處理模塊
　　車道識別預處理模塊是整個系統(tǒng)的基礎，車道邊緣特征點提取模塊主要包括一些預處理的平滑算法，基于灰度閾值分割的車道外邊緣檢測和車道圖像的二值化處理。
　　2. 車道判斷模塊
　　車道判斷模塊，根據(jù)道路的先驗知識，通過直線或者曲線模型來確定車道線，將車道檢測轉化為確定數(shù)學模型的參數(shù)。車道模型分為直線模型，曲線模型和組合模型三種。
　　3. 車道檢測模塊
　　車道檢測指在沒有道路先驗信息條件下，確定車道標志線的位置，用直線或者曲線擬合車道特征點，得到車道線的數(shù)學模型，用于車道偏離預警的判斷。
　　4. 道路偏離模塊
　　道路偏離模塊根據(jù)車道檢測模塊得到的數(shù)據(jù)，利用車道偏離警告標準進行車道偏離判斷，根據(jù)判斷的結果和給定的閾值比較，做出相應警告。
　　從用例圖中可以看出這四個模塊的相互關系，在圖像預處理模塊和車道模型選擇模塊的基礎上，啟動車道檢測模塊。預警模塊則依賴于車道檢測模塊，根據(jù)車道檢測的參數(shù)，判斷是否預警。